Femto- és attoszekundumos fény-szilárdtest kölcsönhatások vizsgálata kontrollált hullámformájú lézerimpulzusokkal = Investigation of femto- and attosecond light-solid interactions with controlled-waveform laser pulses

A projekttámogatásnak köszönhetően 2006-2009 között felépítettem egy komplex módon használható femtoszekundumos lézerlaboratóriumot, amelynek fő fényforrása egy ún. hosszú rezonátoros Ti:zafír lézeroszcillátor, amely a hasonló oszcillátorokhoz képest két nagyságrenddel nagyobb impulzusenergiát szolgáltat. Ennek segítségével különböző femtoszekundumos optikai technológiai kísérleteket végeztem, mint például erősen diszperzív tükrök elsőként történő tesztelése rezonátoron belül, fehér lézerfény előállítása az impulzusok összenyomásának céljából stb. Elméleti és kísérleti kutatást folytattam továbbá különböző nagy intenzitású, ultragyors fény-anyag kölcsönhatási folyamatok vizsgálatára, különös tekintettel az ún. felületi plazmonos elektrongyorsításra. | Based on the project support between 2006-2009, I built a complex femtosecond laser laboratory with a so-called long-cavity Ti:sapphire oscillator as the main light source. This delivers two orders of magnitude more pulse energy than similar standard oscillators. With this laser, I carried out various femtosecond optical technological experiments such as the intracavity testing of highly dispersive mirrors for the first time, the generation of white laser light for pulse compression etc. In addition, I carried out tehoretical and experimental research for the investigation of high-intensity, ultrafast light-matter interaction phenomena with a particular focus on the so-called surface plasmon enhanced electron acceleration

Lézer-indukált ultragyors fémfelületi folyamatok vizsgálata. = Study of laser-induced ultrafast processes on metal surfaces.

A kutatási tervvel összhangban, a Max Planck Kvantumoptikai Intézettel való együttműködésnek köszönhetően felépítettünk Budapesten egy egyedi, 200 nJ-os, 40 fs-os impulzusokat adó Ti:zafír oszcillátort. A fény-anyag kölcsönhatások ultragyors dinamikájával kapcsolatos elméleti és kísérleti kísérleteket végeztünk mind Budapesten mind Németországban, különös tekintettel a felületi plazmonok által erősített elektrongyorsítás vizsgálatára. Ezeket az eredményeket részben már publikáltuk, a 2008-ban történt mérések eredményeinek publikálása pedig folyamatban van. | According to the research plan, based on the collaboration with the Max Planck Institute for Quantum Optics we built a unique Ti:sapphire oscillator delivering 200-nJ, 40-fs laser pulses. We also carried out studies related to the ultrafast dynamics of light-matter interactions both in Budapest and in Germany with particular focus on the investigation of the so-called surface plasmon enhanced electron acceleration. These results were partly published during the project and the publication of the 2008 measurement results is under way

Geographic information systems in the pay of alternative tourism – methods with landscape evaluation and target group preference weighting

There is a large variety of types of rural areas and many of them are rich in landscape beauty. However, their preserved culture and traditions are revalued in today’s rapid transformation of lifestyles. Alternative tourism is thus an emerging potential to economically support these areas, at the same time helps to preserve natural and cultural heritage. The methods provide sophisticated means to analyse the characteristics and the potential attractiveness of landscape and cultural attractions from the viewpoint of alternative tourism development. Homogenous tourism sub-regions can be defined and the most suitable development scenarios can be found to the certain areas

Interpretation of sustainability in the utilization of renewable energy sources

The utilization of renewable energy sources (res) is crucial regarding to sustainable reconstruction of energy systems. The target is a balanced, sustainable development of Hungarian energy management considering equally the ecological, social and economic aspects. There are many different technologies of utilization of res varied by sources, conversion processes, size and products. The comparison of each technology and their sustainability assessment are required by the importance of efficient remodeling of energy infrastructure. The group of attributes was composed by numerous important parameters in the course of our analysis with the choice experiment (ce) methodology. The estimation of each attributes’ influence on the individual’s preferences and choices was possible by this method and the preferences of the statistical population was concluded. So thus the utility derived from each attribute was estimated. The result of the ce analysis for the population of experts is demonstrated in the current phase of our research

Az anyag attoszekundumos dinamikája ultraintenzív lézerterekben optikai cikluson belülii időbeli és hullámhosszon belüli, nanométeres térbeli tartományokban = Attosecond dynamics of matter in ultra-high laser fields with sub-cycle temporal and sub-wavelength, nanometer-scale spatial resolution

Bebizonyítottuk, hogy az elektronok intenzív kvantált sugárzási térrel való kölcsönhatása fotonszám-fázis minimális bizonytalanságú, különleges statisztikájú fotonállapotok kialakulását eredményezi. Elemeztük a foton-elektron összefonódást, a Hanbury Brown és Twiss (HBT) típusú korrelációk extrém (attoszekundumos) fényjelek diagnosztikájában való alkalmazhatóságát, és általunk bevezetett „attoszekundumos sörétzaj” szerepét. A felületeken (pl. vékony fémrétegen, plazmarétegen és grafénen) lejátszódó intenzív lézer-anyag kölcsönhatásoknál elemeztük az ún. vivő-burkoló fázis szerepét különböző nemlineáris folyamatokban. Kifejlesztettük az elektronok kétdimenziós kinematikájának Wigner-függvényes leírását. Az ultrarövid fényimpulzusok grafénen történő szóródásának elemzése során általunk előrejelzett „relativisztikus levágás” optikai négyszögimpulzusok generálását teheti lehetővé. Kísérletileg észleltük és elméletileg értelmeztük felületi plazmonok térerősítését, s az evaneszcens terek nemlineáris optikai hatásait (felharmonikus-keltés, sokfotonos elektron emisszió és gyorsítás), és demonstráltuk, hogy az elektronok 2-3 femtoszekundumos csomagokban hagyják el a fémfelületet, az intenzitás-bulkolót követve. A plasmon-bomláskor (kollektív fékezési sugárzásakor) keletkező ultrarövid fényjelek nemklasszikus HBT-korrelációját, és a fotoncsomósodásból a ritkulásba való átmenetet elsőként mutattuk ki és értelmeztük az általunk kidolgozott elmélet alapján. | We analysed entanglement in the interaction of electrons with a strong quantized radiation field, which leads to the generation of number-phase minimum uncertainty states. On the basis of these results we introduced the concept of ""attosecond shot-noise"" and shown how the Hanbury Brown and Twiss (HBT) type correlations can be used for probing extreme light signals. We developed the Wigner function description of the kinematics of electrons in two-dimensional geometry. We studied in details the role of carrier-envelope phase difference effects in strong field laser- matter interactions at surfaces (thin metal or plasma layers and graphene). We predicted the new phenomena of ""relativistic clipping"" appearing in the scattering of ultrasort pulses on graphene, which may lead to rectangular optical pulses. We have observed experimentally and described theoretically that in surface plasmon enhanced evanescent electric fields, strong-field optics effects exist (high-harmonic generation, nonlinear electron emission and acceleration). These are characteristic for surface plasmon physics, they otherwise occur only in fields, higher than those produced by our exciting laser. We demonstrated that the electrons leave the surface in 2-3 fs-long bunches, following the intensity envelope of the surface plasmons. We measured and theoretically interpreted for the first time HBT type correlations in decaying surface plasmon light, and found the transition from antibunching to bunching